单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,1,15 十一月 2024,绪论,电工电子技术,是一门研究电能在技术领域中应用的,技术基础课,，它包括：,电工技术,和,电子技术,两部分。,电工技术：,电路理论：,直流、交流、暂态、非正弦。,磁路和电机：,变压器、电磁铁、,三相异步电动机及控制。,电子技术：,模拟电子线路：,半导体器件、分离件放大器、,集成运放、电源,数字电路：,各种门电路、组合电路、,时序电路及,555,的应用电路。,102 八月 2023 绪论 电工电子技术是一,1,2,15 十一月 2024,一、电工学课程的作用和任务,电工学是研究,电工技术,和,电子技术,的理论和应用的技术基础课程。作为技术基础课程，它应具有,基础性、应用性,和,先进性,。,基础,是指基本理论、基本知识和基本技能。,应用,是指课程内容要理论联系实际，建立系统概念，培养大家分析和解决问题的能力；重视实验技能的训练。,先进性,是指电工学课程内容和体系随着电工技术和电子技术的发展应不断更新。,202 八月 2023一、电工学课程的作用和任务,2,3,15 十一月 2024,二、电工技术和电子技术发展概况,1785,年库仑确定了电荷间的相互作用力，电荷的概念开始有了定量的意义。,1826,年欧姆发现了欧姆定律。,1831,年法拉第发现了电磁感应定律。,1834,年雅可比制造出第一台电动机。,1864,年麦克斯韦提出了电磁波理论。,1888,年赫兹通过实验获得了电磁波，证实了麦克斯韦提出了电磁波理论。,1895,年意大利和俄国分别进行了通信实验，从而为无线电技术的发展开辟了道路。,302 八月 2023二、电工技术和电子技术发展概况,3,4,15 十一月 2024,未来的发展是,量子工学,1883,年爱迪生发现了热电效应。,1904,年弗莱明发明了电子二极管。,1948,年贝尔实验室发明了晶体管。,1958,年生产出集成电路（到现在已经是超大规模集成电路）。现在的集成电路线宽是,0.3um,，可望达到,0.01um,（,30,个原子的宽度）。,402 八月 2023未来的发展是量子工学,4,5,15 十一月 2024,三、课程的学习方法,2,、上课注意听讲，下课要看除教材外的其它参考书及做适当的习题。解题前，要对所学内容基本掌握；解题时，要看懂题意，注意分析，用哪个理论和公式以及解题步骤也都要清楚。习题做在本子上，要书写整洁，图要标绘清楚，答数要注明单位。,1,、重点放在物理概念和基本分析法。,3,、要重视实践技能的培养。,502 八月 2023三、课程的学习方法 2,5,6,15 十一月 2024,第一部分 电路理论,电路理论,就是研究电路基本规律的一门学科，它是一门具有丰富内容的学科，它的理论和方法，在其它领域也得到了,广泛的应用。,已知输出输入的条件，求元件参数和电路结构。,电路理论：,电路分析,：,电路综合,：,已知电路结构、元件参数，求电路中的电流、电压和功率。,602 八月 2023第一部分 电路理论 电,6,7,15 十一月 2024,下面我们看一个例题，,U,S,R,R,L,I,L,U,S,R+R,L,U,S1,-U,S1,?,不会求的原因是电路中出现了两个回路，我们对电路结构的约束关系不了解，所以不会求。,求图示电路中的电流。,U,S2,R,2,702 八月 2023下面我们看一个例题，USRRLILUS,7,8,15 十一月 2024,第一章 电路的基本概念与基本定律,1-1,电路的作用与组成部分,一、电路的组成,1,电路：,电池,负载,开关,电流流通的路径称为电路。,2,组成：,（,1,）电源：提供能量。,（,2,）负载：消耗能量。,（,3,）中间环节：连接电源和负载的导线及控制元件。,802 八月 2023第一章 电路的基本概念与基本定律1,8,9,15 十一月 2024,（,1,）电能的传输与转换。,3,作用,发电机,升压,变压器,降压,变压器,用户,负载,如：输配电电路。,902 八月 2023（1）电能的传输与转换。,9,10,15 十一月 2024,（,2,）信息的传输与处理。,放大器,话筒,扬声器,如：各种信息处理电路等。,E111A.EXE,1002 八月 2023（2）信息的传输与处理。放大器话筒扬,10,11,15 十一月 2024,1-2,电路的模型,所谓,电路模型,就是指一个,实际元件,在,特定的条件下,，所表现的,主要的,电磁特性,，而忽略其次要因素，如,R,、,L,、,C,等。这种表示的参数，我们称为,集总参数,。,电池,负载,开关,开关,+,+,-,-,E,R,0,U,R,实际电路都是由一些,实际的元器件,所组成。在分析电路时，我们要对实际电路建立,数学模型,电路模型,。,E111B,1102 八月 20231-2 电路的模型,11,12,15 十一月 2024,1-3,电压和电流的参考方向,+,+,-,-,E,R,0,U,R,+,-,E,1,R,1,R,-,+,E,2,R,2,I,I,电流的实际方向为正电荷的运动方向。,（,1,）为什么要引入参考方向？,a,）复杂电路很难确定电流的实际方向。,b,）交流电路中，电流本身就是交变的。,（,2,）参考方向的选择：,原则上是任意的，实际和,电压的参考方向一起选。,（,3,）参考方向的表示方法：,a,）箭头；,b,）双下标。,（,4,）电流正负的意义：,E112A,E112D,负,表示参考方向和实际方向相反。,正,表示参考方向和实际方向一致。,1202 八月 20231-3 电压和电流的参考方向+,12,13,15 十一月 2024,-4V,c),正负号。,电压和电动势的参考方向,5V,4,I,L,+,-,U,a,b,1,1A,4V,-1A,a),箭头；,b),双下标；,那么，在一个电路中，电流和电压的参考方向应该,怎样选择,呢？,E112B,1302 八月 2023-4Vc)正负号。电压和电动势的参考,13,14,15 十一月 2024,3,）伏安特性曲线。,线性电阻为一直线。,1-4,欧姆定律,U=RI,，,它是电阻元件的约束方程，也是我们分析电路的主要的理论依据。,I,（,A,）,U,（,V,）,0,流过电阻的电流与电阻两端的电压成正比，这就是,欧姆定律,。,U,-,+,I,U,+,-,I,使用时应注意：,1,）,U=RI,为关联方向得出的；,2,）,U=,-,RI,为非关联方向；,欧姆定律是德国物理学家,乔治,欧姆,在,1826,年发现的（,1787,年,1854,年）,E112E,E113A,E113B,1402 八月 20233）伏安特性曲线。1-4 欧姆定,14,15,15 十一月 2024,1-5,电源有载工作、开路与短路,本节主要讨论电路中,电流、电压,和,功率,方面的内容。,1.5.1,电源有载工作,R,0,E,U,R,a,b,c,d,+,+,-,-,I,R,0,E,U,R,a,b,c,d,+,+,-,-,I,所谓有载工作状态，是指电源与负载相连通，构成一个电流的回路。,E,电动势,U,端电压,R,0,电源内阻,R,负载,E114A,1502 八月 20231-5 电源有载工作、开路与短路,15,16,15 十一月 2024,1,、电压与电流,电源的伏安特性是指电源对外供电时，其,端电压,U,和流过其中,电流,I,的关系。此种关系也称,电源的外特性。,U=E-R,0,I,U,I,0,E,电源的外特性曲线,理想电源的外特性曲线,U=E,R,0,E,U,R,a,b,c,d,+,+,-,-,I,1602 八月 20231、电压与电流 电源的,16,17,15 十一月 2024,2,功率及功率平衡,因为：,U=E-R,0,I,所以各项同乘电流后可得功率平衡式：,可以看出电源产生的功率和电路中所有消耗的功率是平衡的。,R,0,E,U,R,a,b,c,d,+,+,-,-,I,式中：,P,为电源输出功率；,P,E,为电源产生功率；,P,为内阻损耗的功率。,P,E,=P+P,功率的单位是瓦特（,W,）或千瓦（,KW,）。,U,=E,-R,0,I,P=P,E,-P,I,I,I,1702 八月 20232功率及功率平衡因为：U=E-R0,17,18,15 十一月 2024,3,、电源与负载的判别方法,元件,I,+,-,U,P=UI,关联方向,0,电源,0,负载,元件,I,-,+,U,非关联方向,0,电源,0,负载,1802 八月 20233、电源与负载的判别方法元件I+-U,18,19,15 十一月 2024,例题,5V,4,I,+,-,U,a,b,1,1A,4V,E,R,0,R,U,0,试求电路中各元件的功率，并验证功率平衡。,解：,1902 八月 2023例题5V4I+-Uab11A4V,19,20,15 十一月 2024,（,5,）当,R=R,O,时，电源输出功率为最大（最大功率传输）。,几点注意事项：,（,1,）功率与电压的平方成比，即电压增大,1,倍，,P,增大,4,倍。,（,2,）,P=UI,为关联方向的关系式。,（,3,）在关联方向下功率大于,0,为耗能，小于,0,为放能（,电源与负载的判别,）。,（,4,）对于独立电路来说,P0,。,2002 八月 2023 （5）当R=RO时，电源输出,20,21,15 十一月 2024,4,额定值与实际值,通常负载都是并联运行的。当负载增加时，电源输出的功率也相应增加。即电源输出的功率和电流决定于负载的大小。,既然电源输出的功率和电流决定于负载的大小，是可大可小的，那么，有没有一个最合适的数值呢？回答是肯定的，这个合适的值就是额定值。,各种电气设备的,电压、电流及功率,都有一个额定值，,额定值,是,标明设备在给定条件下能正常工作而规定的正常允许值。,U,N,额定电压,I,N,额定电流,P,N,额定功率,E114A,2102 八月 20234额定值与实际值 通常,21,22,15 十一月 2024,特征,1.5.2,电源开路（引伸为支路电流为零）,R,0,E,U,R,a,b,c,d,+,+,-,-,I,I=0,P=0,U=E=U,0,（开路电压）,E114B,2202 八月 20231.5.2电源开路（引伸为支路电流为,22,23,15 十一月 2024,特征,1.5.3,电源短路,R,0,E,U,R,a,b,c,d,+,+,-,-,I,U=0,I=I,S,=E/R,0,P,E,=P=R,0,I,2,，,P=0,短路通常是一种严重事故，应该尽力预防。,2302 八月 2023 特征1.5.3 电源短路R0EUR,23,24,15 十一月 2024,1-6,基尔霍夫,定律,（德国物理学家）,除了欧姆定律外，分析与计算电路的基本定律，还有基尔霍夫,电流定律,(KCL),和,电压定律,(KVL),。基尔霍夫电流定律应用于,结点,，基尔霍夫电压定律应用于,回路,。,+,+,-,-,E,1,E,2,R,2,R,1,R,3,I,1,I,2,I,3,c,a,b,d,2402 八月 20231-6基尔霍夫定律（德国物理学家）,24,25,15 十一月 2024,5,网络：指较多元件组成的较为复杂的电路。,1.6.1,名词解释,+,+,-,-,E,1,E,2,R,2,R,1,R,3,I,1,I,2,I,3,c,a,b,d,1,支路：电路中由一个或多个元件首尾相接构成的无分支电路称为支路（流过同一电流）。,2,结点：三条及三条以上支路的交叉点称为结点。,3,回路：一条或多条支路所组成的闭合电路。,4,网孔：内部不包含支路的回路。,E115A,2502 八月 20235网络：指较多元件组成的较为复杂的,25,26,15 十一月 2024,1,定义：在任一时刻，任一结点上的所有支,路电流的代数和恒为零。,即,I=0,；或,I,入,=I,出,1.6.2 KCL,（电流定律）,I,1,+I,2,-I,3,=0,或,-,I,1,-I,2,+I,3,=0,也可写成：,I,1,